注蒸汽井蒸汽腔半徑測試方法及設備的製作方法
2023-06-15 07:39:51
專利名稱：注蒸汽井蒸汽腔半徑測試方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及石油開採技術領域，尤其涉及注蒸汽井蒸汽腔半徑測試方法及設備。
背景技術：
蒸汽吞吐是目前稠油、超稠油開採的主要方法，通常包括注汽、燜井、放噴、採油生 產四個階段。及時掌握和分析油井注汽後形成的蒸汽腔半徑大小直接關係對注汽效果的評 價和對採油生產方案的實施。對蒸汽腔半徑大小的分析，國內外普遍採用試井手段，假定注 汽後的油層形成冷熱兩個區域，內區為蒸汽區，外區為冷油區，採用二區複合試井模型對蒸 汽帶大小進行評價；進一步的研究採用了多區複合試井模型，對存在的油水過渡帶大小進 行描述。發明人在實現本發明的過程中，發現現有技術存在如下不足試井方法把蒸汽腔和冷油區的邊界考慮為定邊界，且沒有考慮井筒和地層熱損 失，這往往使試井分析蒸汽波及半徑比實際偏小。
發明內容
本發明實施例提供一種注蒸汽井蒸汽腔半徑測試方法，用以準確分析蒸汽波及半 徑，該方法包括在油井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫度和壓力；根據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得溫度的數據平均值作為計算值，計算注入 蒸汽後的井周溫度場，獲得油井徑向溫度場曲線；根據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得壓力的數據平均值作為計算值，結合地層 壓力和注入蒸汽量，計算注入蒸汽後的井周壓力場，獲得油井徑向壓力場曲線；根據蒸汽的溫度和壓力特性，對所述油井徑向溫度場曲線和所述油井徑向壓力場 曲線進行分析，確定蒸汽腔半徑大小。本發明實施例還提供一種注蒸汽井蒸汽腔半徑測試設備，用以準確分析蒸汽波及 半徑，該設備包括測試儀器，用於在油井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫度和壓力；溫度分析儀器，與所述測試儀器相連，用於根據蒸汽的熱物性參數，選取所述測試 儀器測試所得溫度的數據平均值作為計算值，計算注入蒸汽後的井周溫度場，獲得油井徑 向溫度場曲線；壓力分析儀器，與所述測試儀器相連，用於根據蒸汽的熱物性參數，選取所述測試 儀器測試所得壓力的數據平均值作為計算值，結合地層壓力和注入蒸汽量，計算注入蒸汽 後的井周壓力場，獲得油井徑向壓力場曲線；蒸汽腔分析儀器，分別與所述溫度分析儀器和所述壓力分析儀器相連，用於根據 蒸汽的溫度和壓力特性，對所述溫度分析儀器獲得的油井徑向溫度場曲線和所述壓力分析 儀器獲得的油井徑向壓力場曲線進行分析，確定蒸汽腔半徑大小。
本發明實施例中，通過在油井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫度和壓力；並根 據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得溫度的數據平均值作為計算值，計算注入蒸汽後的井 周溫度場，獲得油井徑向溫度場曲線；根據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得壓力的數據平 均值作為計算值，結合地層壓力和注入蒸汽量，計算注入蒸汽後的井周壓力場，獲得油井徑 向壓力場曲線；根據蒸汽的溫度和壓力特性，對油井徑向溫度場曲線和油井徑向壓力場曲 線進行分析，確定蒸汽腔半徑大小，能夠快速、準確地確定油井蒸汽波及半徑大小，為現場 生產評價注汽效果、優化注汽方案提供技術指導依據。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可 以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中圖1為本發明實施例中注蒸汽井蒸汽腔半徑測試方法的處理流程圖；圖2為本發明實施例中油井徑向溫度場曲線和油井徑向壓力場曲線的示意圖；圖3為本發明實施例中注蒸汽井蒸汽腔半徑測試設備的結構示意圖；圖4為本發明實施例中注蒸汽井蒸汽腔半徑測試設備的一個具體實例的結構示 意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合附圖對本發 明實施例做進一步詳細說明。在此，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，但並 不作為對本發明的限定。如圖1所示，本發明實施例中注蒸汽井蒸汽腔半徑測試方法的處理流程可以包 括步驟101、在油井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫度和壓力；步驟102、根據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得溫度的數據平均值作為計算值， 計算注入蒸汽後的井周溫度場，獲得油井徑向溫度場曲線；步驟103、根據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得壓力的數據平均值作為計算值， 結合地層壓力和注入蒸汽量，計算注入蒸汽後的井周壓力場，獲得油井徑向壓力場曲線；步驟104、根據蒸汽的溫度和壓力特性，對所述油井徑向溫度場曲線和所述油井徑 向壓力場曲線進行分析，確定蒸汽腔半徑大小。由圖1所示流程可以得知，本發明實施例的注蒸汽井蒸汽腔半徑測試方法，能夠 快速、準確地確定油井蒸汽波及半徑大小，為現場生產評價注汽效果、優化注汽方案提供技 術指導依據。具體實施時，油井注汽後將在一定時間內形成相對穩定的溫度場和壓力場，本發 明實施例通過應用井下溫度壓力測試數據，計算出注汽後的油井井周溫度場和壓力場，獲 得油井徑向溫度場曲線和油井徑向壓力場曲線；再根據獲得的油井徑向溫度場曲線和油井 徑向壓力場曲線，結合考慮水蒸汽溫度和壓力特性，將井周溫度場和壓力場進行疊加分析，從而確定蒸汽腔半徑的大小。具體實施時，在油井注汽過程中，可以應用高溫電子壓力計等測量儀器錄取吸汽 井段中部蒸汽溫度壓力，這裡錄取吸汽井段中部蒸汽溫度壓力，可以進一步提升測試結果 的準確度。另外，為了進一步提升測試結果的準確度，具體實施時，還可以在油井注汽過程 中，測試吸汽井段蒸汽的溫度和壓力時，保持穩定的注汽速度；測試時間也可以保持相對較 長的時間，例如測試時間不少於30分鐘。具體在計算注入蒸汽後的井周溫度場時，可以考慮蒸汽的熱物性參數，選取測試 所得溫度的數據平均值作為計算值，應用勞威爾方法計算注汽結束後形成的井周溫度場， 得到油井徑向溫度場曲線。具體在計算注入蒸汽後的井周壓力場時，可以同時考慮地層壓力和注入蒸汽量的 多少，來計算注入蒸汽後形成的井周壓力場，得到油井徑向壓力場曲線。圖2中示出了油井徑向溫度場曲線(圖中以TM曲線表示)和油井徑向壓力場曲 線(圖中以PM曲線表示)的一個具體的例子。圖2中還示出了溫度和壓力的飽和點曲線 (圖中以PTH表示)。具體在確定蒸汽腔半徑大小時，可以考慮水蒸汽的溫度和壓力特性，對油井徑向 溫度場曲線和油井徑向壓力場曲線進行分析，從而實現蒸汽腔半徑大小的判斷。基於同一發明構思，本發明實施例還提供一種注蒸汽井蒸汽腔半徑測試設備，如 下面的實施例所述。由於該注蒸汽井蒸汽腔半徑測試設備解決問題的原理與注蒸汽井蒸汽 腔半徑測試方法相似，因此該注蒸汽井蒸汽腔半徑測試設備的實施可以參見注蒸汽井蒸汽 腔半徑測試方法的實施，重複之處不再贅述。如圖3所示，本發明實施例中注蒸汽井蒸汽腔半徑測試設備可以包括測試儀器301，用於在油井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫度和壓力；溫度分析儀器302，與所述測試儀器301相連，用於根據蒸汽的熱物性參數，選取 所述測試儀器301測試所得溫度的數據平均值作為計算值，計算注入蒸汽後的井周溫度 場，獲得油井徑向溫度場曲線；壓力分析儀器303，與所述測試儀器301相連，用於根據蒸汽的熱物性參數，選取 所述測試儀器301測試所得壓力的數據平均值作為計算值，結合地層壓力和注入蒸汽量， 計算注入蒸汽後的井周壓力場，獲得油井徑向壓力場曲線；蒸汽腔分析儀器304，分別與所述溫度分析儀器302和所述壓力分析儀器303相 連，用於根據蒸汽的溫度和壓力特性，對所述溫度分析儀器302獲得的油井徑向溫度場曲 線和所述壓力分析儀器303獲得的油井徑向壓力場曲線進行分析，確定蒸汽腔半徑大小。一個實施例中，測試儀器301可以是高溫電子壓力計，具體用於在油井注汽過程 中，錄取吸汽井段中部蒸汽的溫度和壓力。如圖4所示，一個實施例中，圖3所示的注蒸汽井蒸汽腔半徑測試設備還可以包 括注汽速度控制儀器401，與所述測試儀器301相連，用於在所述測試儀器301在油 井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫度和壓力時，控制注汽速度保持穩定。一個實施例中，測試儀器301的測試時間不少於30分鐘。
一個實施例中，溫度分析儀器302具體可以用於根據蒸汽的熱物性參數，選取測 試儀器301測試所得溫度的數據平均值作為計算值，應用勞威爾方法計算注入蒸汽後的井 周溫度場，獲得油井徑向溫度場曲線。綜上所述，本發明實施例中，通過在油井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫度和 壓力；並根據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得溫度的數據平均值作為計算值，計算注入蒸 汽後的井周溫度場，獲得油井徑向溫度場曲線；根據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得壓 力的數據平均值作為計算值，結合地層壓力和注入蒸汽量，計算注入蒸汽後的井周壓力場， 獲得油井徑向壓力場曲線；根據蒸汽的溫度和壓力特性，對油井徑向溫度場曲線和油井徑 向壓力場曲線進行分析，確定蒸汽腔半徑大小，能夠快速、準確地確定油井蒸汽波及半徑大 小，為現場生產評價注汽效果、優化注汽方案提供技術指導依據。本發明實施例的注蒸汽井蒸汽腔半徑測試方法及設備尤其適用於稠油、超稠油吞 吐井，可直接應用於現場生產，快速、準確地確定蒸汽腔半徑大小，對油田生產現場快速評 價注汽熱效，優化注汽參數，指導生產實施具有重要意義。本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式 產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實 施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機 可用存儲介質(包括但不限於磁碟存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的電腦程式產 品的形式。本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程 圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一 流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算 機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理 器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生 用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能 的裝置。這些電腦程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特 定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指 令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或 多個方框中指定的功能。這些電腦程式指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計 算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或 其他可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖 一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限定本發明的保 護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本 發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種注蒸汽井蒸汽腔半徑測試方法，其特徵在於，該方法包括在油井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫度和壓力；根據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得溫度的數據平均值作為計算值，計算注入蒸汽 後的井周溫度場，獲得油井徑向溫度場曲線；根據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得壓力的數據平均值作為計算值，結合地層壓力 和注入蒸汽量，計算注入蒸汽後的井周壓力場，獲得油井徑向壓力場曲線；根據蒸汽的溫度和壓力特性，對所述油井徑向溫度場曲線和所述油井徑向壓力場曲線 進行分析，確定蒸汽腔半徑大小。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在油井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫 度和壓力，包括在油井注汽過程中，應用高溫電子壓力計錄取吸汽井段中部蒸汽的溫度和壓力。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在油井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫 度和壓力時，保持穩定的注汽速度。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在油井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫 度和壓力時，測試時間不少於30分鐘。
5.如權利要求1至4任一項所述的方法，其特徵在於，所述根據蒸汽的熱物性參數，選 取測試所得溫度的數據平均值作為計算值，計算注入蒸汽後的井周溫度場，獲得油井徑向 溫度場曲線，包括根據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得溫度的數據平均值作為計算值，應用勞威爾方 法計算注入蒸汽後的井周溫度場，獲得油井徑向溫度場曲線。
6.一種注蒸汽井蒸汽腔半徑測試設備，其特徵在於，該設備包括測試儀器，用於在油井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫度和壓力；溫度分析儀器，與所述測試儀器相連，用於根據蒸汽的熱物性參數，選取所述測試儀器 測試所得溫度的數據平均值作為計算值，計算注入蒸汽後的井周溫度場，獲得油井徑向溫 度場曲線；壓力分析儀器，與所述測試儀器相連，用於根據蒸汽的熱物性參數，選取所述測試儀器 測試所得壓力的數據平均值作為計算值，結合地層壓力和注入蒸汽量，計算注入蒸汽後的 井周壓力場，獲得油井徑向壓力場曲線；蒸汽腔分析儀器，分別與所述溫度分析儀器和所述壓力分析儀器相連，用於根據蒸汽 的溫度和壓力特性，對所述溫度分析儀器獲得的油井徑向溫度場曲線和所述壓力分析儀器 獲得的油井徑向壓力場曲線進行分析，確定蒸汽腔半徑大小。
7.如權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述測試儀器為高溫電子壓力計，具體用於 在油井注汽過程中，錄取吸汽井段中部蒸汽的溫度和壓力。
8.如權利要求6所述的設備，其特徵在於，還包括注汽速度控制儀器，與所述測試儀器相連，用於在所述測試儀器在油井注汽過程中，測 試吸汽井段蒸汽的溫度和壓力時，控制注汽速度保持穩定。
9.如權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述測試儀器的測試時間不少於30分鐘。
10.如權利要求6至9任一項所述的設備，其特徵在於，所述溫度分析儀器具體用於 根據蒸汽的熱物性參數，選取所述測試儀器測試所得溫度的數據平均值作為計算值，應用勞威爾方法計算注入蒸汽後的井周溫度場，獲得油井徑向溫度場曲線。
全文摘要
本發明公開了一種注蒸汽井蒸汽腔半徑測試方法及設備，其中方法包括在油井注汽過程中，測試吸汽井段蒸汽的溫度和壓力；根據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得溫度的數據平均值作為計算值，計算注入蒸汽後的井周溫度場，獲得油井徑向溫度場曲線；根據蒸汽的熱物性參數，選取測試所得壓力的數據平均值作為計算值，結合地層壓力和注入蒸汽量，計算注入蒸汽後的井周壓力場，獲得油井徑向壓力場曲線；根據蒸汽的溫度和壓力特性，對油井徑向溫度場曲線和油井徑向壓力場曲線進行分析，確定蒸汽腔半徑大小。本發明能夠快速、準確地確定油井蒸汽波及半徑大小，為現場生產評價注汽效果、優化注汽方案提供技術指導依據。
文檔編號E21B47/00GK102102509SQ20101060764
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月27日 優先權日2010年12月27日
發明者周軼青, 朱靜, 李春豔, 趙聖琦, 鄧中先, 霍豔皎 申請人:中國石油天然氣股份有限公司